Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2015/2016 | Otros años:  2018/2019  |  2017/2018  |  2016/2017 
Máster Universitario en Ingeniería de Telecomunicación por la Universidad Pública de Navarra
Código: 73220 Asignatura: Sistemas eólicos I
Créditos: 3 Tipo: Optativa Curso: 2 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Profesores
GIRONES REMIREZ, CARLOS (Resp) BARRIOS RIPODAS, ERNESTO LUIS

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

Módulo de especialidad en Energías Renovables
Materia: Energías Renovables

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Descriptores

Generación eólica, aerogenerador, turbina, palas, aerodinámica, stall, pitch, yaw.

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Competencias específicas

- CERIE1: Formación sólida en los principales aspectos tecnológicos, relativos a captadores, estructuras de conversión y control, de sistemas de generación eléctrica mediante fuentes de energía renovable.
- CERIE2: Formación avanzada en sistemas eléctricos, electrónica de potencia, accionamientos eléctricos y generación de energía eléctrica.
- CERIE3: Capacidad para diseñar y desarrollar estructuras de conversión de energía para fuentes renovables.
- CERIE5: Conocimiento y capacidad para el análisis y diseño de sistemas eólicos.
- CERIE6: Conocimiento para comprender los problemas asociados a la integración de las energías renovables en la red eléctrica.

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Resultados aprendizaje

- Conocer y comprender los principios de conversión de la energía eólica.
- Conocer las distintas tecnologías empleadas en los aerogeneradores.
- Conocer y saber implementar las técnicas de seguimiento del punto de máxima potencia en sistemas eólicos.
- Entender los diferentes elementos que forman parte de la instalación eléctrica de una planta fotovoltaica o un parque eólico.

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Metodología

Metodología - Actividad
Horas Presenciales
Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas
 18
 
A-2 Prácticas
 8
 
A-3 Debates, puestas en común, tutoría grupos
 
 
A-4 Elaboración de trabajo
 
  
A-5 Lecturas de material
 
 7
A-6 Estudio individual
 
 38
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 3
 
A-8 Tutorías individuales
 1
 
 
 
 
Total
 30
 45

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Relación actividades formativas-competencias

Competencia
 Actividad formativa
 CERIE1
 A-1, A-2, A-5, A-6
 CERIE2
 A-1, A-2, A-5, A-6
 CERIE3
 A-1, A-2, A-5, A-6
 CERIE5  A-1, A-2, A-5, A-6
 CERIE6  A-1, A-2, A-5, A-6

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Idiomas

Castellano

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Evaluación

- Pruebas de duración corta para la evaluación continua: 15%

- Pruebas de respuesta larga: 60%

- Pruebas e informes de trabajo experimental 25%

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Contenidos

En esta materia se estudian los principios de funcionamiento de un generador eólico y se presentan los diferentes subsistemas de los que se compone: palas, torre, tren de transmisión mecánica, generador eléctrico, convertidor electrónico y sistemas de regulación y control. Para cada subsistema se presentan las distintas tecnologías empleadas en la actualidad, con sus ventajas e inconvenientes de forma que el estudiante adquiera la habilidad de escoger la mejor entre ellas para cada aplicación particular.

Seguidamente, se analizan los principios de conversión de la energía eólica y se estudian las distintas teorías que se utilizan para modelizar la captación de energía mediante palas: teoría del disco actuador, teoría del disco rotor, teoría del elemento de la pala, etc. Estas teorías permiten calcular la energía capturada por el rotor y de qué parámetros dependen (velocidad de viento, velocidad de rotación, ángulo de calado, etc.).

Basándose en estos conocimientos, se estudian las diferentes técnicas de regulación y control de la energía captada para los principales tipos de turbinas: Stall-control, Active-stall control y control por ángulo de calado (pitch control), así como las estrategias para obtener la máxima potencia posible en los aerogeneradores de velocidad variable.

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Temario

Tema 1.- Principios de generación eólica.
1.1 Esquema general de un generador eólico.
1.2 Extracción de energía del aire.
1.3 Potencia máxima extraíble en una aeroturbina ideal. Límite de Betz.

Tema 2.- Introducción a la aerodinámica en turbinas de eje horizontal.
2.1 Aerodinámica básica.
2.2 Aerodinámica del generador.
2.3 Aspectos constructivos de las palas eólicas.

Tema 3.- Estrategias de regulación y control.
3.1 Variación en la orientación de la máquina.
3.2 Control de la potencia captada.
3.3 Regulación de la velocidad de giro.
3.4 Coordinación entre el control del generador y el de Pitch.

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Bibliografía

Acceda a la bibliografía que su profesor ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía básica:

  • Apuntes elaborados por los profesores de la asignatura.

Bibliografía avanzada:

  • Sistemas eólicos de producción de energía eléctrica; J.L. Rodríguez de Amenedo, J.C. Burgos Díaz, S. Arnalte Gómez; Ed. Rueda, Madrid 2003, ISBN:84-7207-139-1
  • Grid Integration of Wind Energy Conversion Systems; Siegfried Heier; Ed. John Wiley & Sons, Chichester, 1998, ISBN 0-471-97143-X.
  • Large Wind Turbines: Design And Economics; Robert Harrison, Erich Hau, Herman Snel; Ed. Wiley, 2008, ISBN: 0-471-49456-9
  • Wind Energy Explained: Theory, Design and Application; James F. Manwell, Jon G. McGowan, Anthony L. Rogers; Ed. Wiley, 2010

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Lugar de impartición

Campus Arrosadía:
- Clases teóricas: aulario
- Prácticas: laboratorio de simulación del Departamento de Ingeniería Eléctrica

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